CN103677283A - 具有触控板按键的键盘 - Google Patents

Abstract

一种具有触控板按键的键盘，包含有键盘架、主板及多个按键，该主板及多个按键设置于该键盘架，且各该按键分别与该主板的表面上的多个开关相对位，在此基础上，在机械结构上将触控板和传统键盘的按键结合在一起，即上述至少一按键包含：键体，设置于该键盘架；触控板，与该键体相贴接；以及触控芯片，电连接该触控板及该主板，侦测该触控板的操作并输出位置信息至该主板。该触控板的操作仍由独立的触控芯片控制，而非由键盘的控制器芯片控制，以避免降低键盘的反应灵敏度。该触控板用来提供指向功能，让使用者的手不必离开键盘就可操作滑鼠功能。

Description

具有触控板按键的键盘

技术领域

本发明有关一种键盘，特别是关于一种具有触控板按键的键盘。

背景技术

因为空间的限制，笔记本电脑通常配备较小的键盘，有些笔记本电脑为了提供更方便的操作，使用触控板或指点杆(trackpoint)来实现滑鼠功能。图1是在笔记本电脑上同时配备指点杆10及触控板12的示意图，通常把指点杆10的位置安排在键盘按键的间隙中，触控板12的位置安排在键盘按键区的下侧，另外还配置滑鼠功能的左键14及右键16邻近触控板12。有些笔记本电脑为了尽量缩减键盘的体积，仅使用指点杆10，而不使用触控板12，但是指点杆10的操作不如触控板12方便。使用触控板或指点杆虽然有利于使用者长时间作业，但是硬件的成本较高，而且需要占据额外的空间。

关国专利号5,841,423在键盘空白键上挖设长沟槽嵌设圆柱杆感测器，藉其侦测滑动、转动或按压来控制屏幕上的游标，虽然可以缩减空间，但是构造非常复杂，而且容易因为误触感测器而移动游标。美国专利号7,659,887在按键的上表面结合提供滑鼠功能的微型触控板，虽然也可以缩减空间，但是同样容易造成在操作滑鼠功能时误触发按键信号，或在按压按键时移动游标。

目前应用触控板结合按键的方法，是将触控板上每一条轴线侦测到的信息逐一输出给其他的控制单元，因此需要在控制单元及按键的周围设置多条传输线，影响两者之间的空间设计，有待改进。

发明内容

本发明的目的，即是提供一种具有触控板按键的键盘，其触控板按键兼具指向功能，且能减少误触，提高键盘灵敏度，从而克服背景技术中所述的缺陷。

上述本发明的目的，是由以下的技术方案所实现的：

本发明提供一种键盘，包含有键盘架、主板及多个按键，该主板及多个按键设置于该键盘架，且各该按键分别与该主板的表面上的多个开关相对位，其中至少一按键包含：键体，设置于该键盘架；触控板，与该键体相贴接；以及触控芯片，电连接该触控板及该主板，侦测该触控板的操作并输出位置信息至该主板。

在一实施例中，该键体的正面供按压及触摸，背面有槽容置该触控板，该触控芯片设置在该触控板的表面上。

在一实施例中，该键体的正面有槽容置该触控板，该触控芯片设置在该触控板的表面上。较佳地，更包含顶盖单元覆盖在该触控板上。

在一实施例中，该键体包含可彼此套合的内盖及外盖，其中该触控板夹在该内盖及外盖之间。

借由以上技术方案，本发明的优点在于，本发明的键盘将触控板和传统键盘的按键结合在一起，使其触控板按键兼具指向功能，让使用者的手不必离开键盘就可操作滑鼠功能，且能减少误触；此外，该触控板的操作仍由独立的触控芯片控制，而非由键盘的控制器芯片控制，以避免降低键盘的反应灵敏度。

附图说明

图1为现有技术在笔记本电脑上的指点杆及触控板的示意图；

图2为本发明的键盘的示意图；

图3为本发明的触控板按键的第一实施例；

图4a及图4b分别为图3中空白键的立体正面视图及背面视图；

图5a及图5b分别为本发明的触控板按键的第二实施例的分解图及立体组合图；

图6a到图6c分别为本发明的触控板空白键的第三实施例的分解图、侧面剖视图及正面剖视图；

图7为本发明的触控板按键的第四实施例；

图8为本发明的触控板按键的第五实施例；

图9为应用在图8的控制方法的流程图；以及

图10为应用在图8的另一控制方法的流程图。

主要元件标号说明：

10指点杆

12触控板

122顶盖单元

124总线

14滑鼠功能的左键

16滑鼠功能的右键

18触控板空白键

20键盘

22键体

222槽

224键体导柱

24粘胶

26触控芯片

28连接器

282插槽

30总线

32主板

34开关

36控制器芯片

38键盘架

382键盘架导柱

384孔

386孔

388键盘架导柱

40键体

402槽

42开关

44弹性件

46连接器

462插槽

482内盖

484外盖

486孔

488凸柱

50电路板

52连接器

522插槽

具体实施方式

为令本发明的发明目的、技术手段及技术效果有更完整及清楚的揭露，以下进行详细说明，并请一并参阅附图及部件标号。

如图2所示，本发明是以触控板空白键18取代传统键盘20的空白键，不需要占据额外的空间。触控板空白键18除了提供空白键的功能，也提供指向的功能。触控板空白键18的下侧配置滑鼠功能的左键14及右键16。触控板空白键18的外观和传统的空白键相同，但是内藏触控板(图中未示)，触摸触控板空白键18的表面可以操作该触控板。在其他实施例中，触控板也可以根据需求结合在其他按键上。

图3为触控板空白键18与键盘20的分解图，图4a及4b分别为空白键18的立体正面视图及背面视图。触控板空白键18的键体(housing)22的背面有槽222以容置触控板12，较佳地，以粘胶24将触控板12贴附在键体22的背面上，触控芯片26安装在触控板12的背面上，例如焊接在触控板12的印刷电路板的表面上，控制触控板12的操作，该操作包含触摸位置的侦测，以实现指向的功能。较佳地，更包含连接器28设置在触控板12的背面上，例如焊接在触控板12的印刷电路板的表面上，连接器28有端子透过触控板12的印刷电路板电连接触控芯片26，以及插槽282供插入总线30。如果手指触摸键体22的上表面，则触控板12会侦测手指触摸的位置产生相关的位置信息从总线30送出。键盘20的主板32上有开关34在触控板空白键18的下方，在触控板空白键18下压时，触控板12随着键体22一起下沉，因此触控板12的背面会推压金属开关34而触发开关信号。键盘20的控制器芯片36安装在主板32的背面上，控制器芯片36和触控芯片26分别处理键盘20的操作和触控板12的位置信息，触控芯片26再将位置信息输出给控制器芯片36。较佳地，在槽222的两侧设置键体导柱224，在键盘20的键盘架38上有键盘架导柱382正对着键体导柱224，键盘架导柱382有导孔，当触控板空白键18安装到键盘20上时，键体导柱224可以在键盘架导柱382的导孔内上下移动，因此在触控板空白键18下压时，整个触控板空白键18能够平行下沉。较佳地，总线30的另一端连接主板32，以输出位置信息。

图5a及图5b分别为触控板空白键18的另一实施例的分解图及立体组合图，键体40的正面上有槽402供置入触控板12，触控板12可以使用印刷电路板或软性电路板为基板制作的零件，如果触控板12是使用软性电路板为基板制作的零件，则其上覆盖顶盖单元122，顶盖单元122可以使用聚脂薄膜(mylar)，槽402的底部有穿孔404供触控板12背面上的触控芯片26及连接器28露出，键盘20的框架38有孔384让键体40有上下移动的空间，主板32上有开关42，在触控板空白键18下压时，键体40的背面会推压开关42而触发开关信号，主板32的两侧表面上还有弹性件44支撑键体40，在触控板空白键18下压时，让整个触控板空白键18能够平行下沉，弹性件44可以使用例如海绵、簧片、弹簧或塑胶等具有弹性的装置。主板32的表面上还有连接器46，总线30的一端插入连接器28的插槽282，另一端插入连接器46的插槽462，触控板12侦测手指在其上触摸的位置产生位置信息从总线30送出。键盘20的控制器芯片36安装在主板32的背面上，控制器芯片36和触控芯片26分别处理键盘20的操作和触控板12的位置信息，触控芯片26再将位置信息输出给控制器芯片36。此实施例的机械结构设计特别适用在轻薄型的键盘上。

图6a到图6c分别为触控板空白键18的第三实施例的分解图、侧面剖视图及正面剖视图。前述的实施例使用印刷电路板或软性电路板为基板制作的触控板12，本实施例使用薄型的聚脂薄膜为基板制作的触控板12，其夹在可彼此套合的内盖(inner cap)482及外盖(outer cap)484之间，可侦测手指在外盖484上的触摸。内盖482的下方有电路板50，其上安装有触控芯片26及连接器52，总线124从触控板12延伸出来，穿过内盖482的孔486，末端插入连接器52的插槽522，触控芯片26可通过总线124施加激励信号到触控板12的感应器，以及从总线124接收触控板12的感应器同传的信号，以控制触控板12的触摸侦测。印刷电路板50的表面上还安装有连接器28，键盘20的主板32上安装有开关42及连接器46，总线30的两端分别插入连接器28及46的插槽282及462，键盘20的键盘架38有孔386供总线30穿过。内盖482的下表面上有键体导柱224，键盘架38的上表面上有键盘架导柱382正对着键体导柱224，键盘导柱382有导孔让键体导柱224有上下移动的空间，在触控板空白键18下压时，让整个触控板空白键18能够平行下沉。内盖482的下表面上还有凸柱488对着开关42，键盘架38还有具有穿孔的键盘导柱388，该穿孔的下方正对主板32上的开关42，而该穿孔的上方正对凸柱488，在触控板空白键18下压时，凸柱488经由键盘导柱388穿过键盘架38推压开关42而触发开关信号。

图7为第四实施例的示意图，触控板12夹在可彼此套合的内盖482及外盖484之间，可侦测手指在外盖484上的触摸。触控芯片26及连接器28安装在触控板12上，内盖482的底部有孔490让触控芯片26及连接器28露出，连接器46安装在主板32上，总线30的两端分别插入连接器28及46的插槽282、462，以输出触控板12的位置信息。键盘20的键盘架38有孔386供总线30穿过。内盖482的下表面上有键体导柱224，键盘架38的上表面上有键盘架导柱382正对着键体导柱224，键盘导柱382有导孔让键导柱体224有上下移动的空间，在触控板空白键18下压时，让整个触控板空白键18能够平行下沉。

在不同的实施例中，可以进一步移除滑鼠功能的左键14及右键16的机械结构及电路，而改用触控板12来模拟滑鼠功能的左键14及右键16。图8为一个实施例的上视图，在触控板空白键18内藏着触控板12，触控板12的左侧及右侧的两个区域分别定义为滑鼠功能左键14及右键16，较佳地，在触控板空白键18的上表面有表示左键14及右键16的记号。在此实施例中，触控板12除了提供指向的功能，也模拟滑鼠功能左键14及右键16，当手指触摸左键14或右键16，会使触控板12产生其相对应的按键信号。以触控板模拟按键为习知技术，例如参见美国专利号7274353。本发明的机构配合控制方法，能够提升判断的准确度，其后详述控制方法。

本发明在机械结构上将触控板和传统键盘的按键或空白键结合在一起，但触控板的位置信息由触控芯片直接计算得出，因此不需要将触控板上每一条轴线连接到键盘的控制器芯片，键盘整体在机械结构的空间设计上相对简化。前述触控板空白键18的各实施例在应用时，可以有各种不同的控制方法，例如，开关34及开关42产生的开关信号仍然用来作为空白键信号，触控板12产生的信号用来判断是否为滑鼠信号，包含滑鼠移动信号或滑鼠按键信号。也可以使用其他的控制方法，例如图9及图10的实施例可以减少误判的机率。

图9为应用在图8的触控板空白键18的控制方法的流程图，在步骤70中，触控板12持续侦测是否有手指触摸触控板空白键18，直到侦测到有手指触摸触控板空白键18时，进行步骤72判断是否按下空白键，例如依据开关34及开关42产生的开关信号来判断，若侦测到按下空白键，则暂停触控板12移动侦测功能，以防止游标移动，并进行步骤74进一步判断手指触摸的位置是否在滑鼠功能的左键14或右键16，若是，则执行步骤76送出滑鼠功能的左键信号或右键信号，若触摸位置不在左键14或右键16上，则执行步骤78送出空白键信号。若步骤72的判断是未按下空白键，则进行步骤80判断手指是否移动，若手指移动则进行步骤82送出相对应的移动座标，用来控制游标移动，若手指没移动，则同到步骤72。

一般触控板下压时的力量(150g)与一般键盘下压的力量(50g)不同，因此可以利用力道的大小来区别不同的操作(tap-space，click-left or right)，例如，当触控板12侦测到下压力量约50g时，表示使用者是在轻敲(tap)触控板空白键18，侦测到下压力量大于150g时，表示使用者按下(click)触控板空白键18，这种操作也可以应用在本发明的触控板空白键18上。图10为应用在图8的触控板空白键18的另一控制方法的流程图，在步骤70中，触控板12持续侦测是否有手指触摸触控板空白键18，直到侦测到有手指触摸触控板空白键18，步骤72判断是否按下触控板空白键18，例如依据手指下压力量或开关34及开关42产生的开关信号来判断，若侦测到按下触控板空白键18，则表示使用者在操作滑鼠功能的左键14或右键16，步骤86进一步判断手指触摸的位置在滑鼠功能的左键14或右键16，接着步骤76送出滑鼠的左键信号或右键信号；若步骤72的判断是未按下触控板空白键18，则进行步骤84依据手指下压力量判断是否有轻敲触控板空白键18，若是，则进行步骤78送出空白键信号，若否，则进行步骤80判断手指是否移动，若手指移动则进行步骤82送出相对应的移动座标，用来控制游标移动，若手指没移动，则同到步骤72。在其他实施例中，当步骤72判断为未按下触控板空白键18时，可以先执行步骤80判断手指是否移动，若手指未移动则进行步骤84判断是否有轻敲触控板空白键18，若未轻敲触控板空白键18，则同到步骤72。

以上所举仅为本发明示意性的部分实施例，并非用以限制本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应包括在本专利保护范围之内。

Claims (26)

1.一种具有触控板按键的键盘，包含有键盘架、主板及多个按键，该主板及多个按键设置于该键盘架，且各该按键分别与该主板的表面上的多个开关相对位，其特征在于，其中至少一按键包含：

键体，设置于该键盘架；

触控板，与该键体相贴接；以及

触控芯片，电连接该触控板及该主板，侦测该触控板的操作并输出位置信息至该主板。

2.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含粘胶将该触控板贴附在该键体的表面上。

3.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，该键体的正面供按压及触摸，背面有槽容置该触控板，其中该触控芯片设置在该触控板的表面上。

4.根据权利要求3所述的键盘，其特征在于，该键体的背面上有键体导柱设置在该槽的两侧。

5.根据权利要求3所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含：

键体导柱，设置在该槽内；以及

键盘架导柱，设置在该键盘架上且正对着该键体导柱，该键盘架导柱有导孔供该键体导柱在其内上下移动。

6.根据权利要求3所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含连接器，设置在该触控板的表面上，且电连接该触控芯片。

7.根据权利要求6所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包括总线连接在该连接器及该主板之间。

8.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，该键体的正面有槽容置该触控板，其中该触控芯片设置在该触控板的表面上。

9.根据权利要求8所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含顶盖单元覆盖在该触控板上。

10.根据权利要求8所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含：

第一连接器，设置在该触控板的表面上，且电连接该触控芯片；以及

总线，其一端插入该第一连接器的插槽内。

11.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含第二连接器，设置在该主板的表面上，其中该总线的另一端插入该第二连接器的插槽内。

12.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于，该槽的底部有孔供该触控芯片及第一连接器露出。

13.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含弹性件支撑该键体。

14.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，该键体包含可彼此套合的内盖及外盖，其中该触控板设置在该内盖及外盖之间。

15.根据权利要求14所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含：

电路板，设置在该内盖的下方；

第一连接器，设置在该电路板的表面上；以及

第一总线，连接在该触控板及第一连接器之间；

其中，该触控芯片设置在该电路板的表面上。

16.根据权利要求15所述的键盘，其特征在于，该内盖有孔供该第一总线穿过。

17.根据权利要求15所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含：

第二连接器，设置在该电路板的表面上，且电连接该触控芯片；以及

第二总线，其一端插入该第二连接器。

18.根据权利要求17所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含第三连接器，设置在该主板的表面上，其中该第二总线的另一端插入该第三连接器。

19.根据权利要求18所述的键盘，其特征在于，该键盘架有孔供该第二总线穿过。

20.根据权利要求14所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含：

键体导柱，设置在该内盖的下表面上；以及

键盘架导柱，设置在该键盘架上且正对着该键体导柱，该键盘架导柱有导孔供该键体导柱在其内上下移动。

21.根据权利要求14所述的键盘，其特征在于，该触控芯片设置在该触控板的表面上。

22.根据权利要求21所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含：

第一连接器，设置在该触控板的表面上，且电连接该触控芯片；以及

总线，其一端插入该第一连接器的插槽。

23.根据权利要求22所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含第二连接器，设置在该主板上，其中该总线的另一端插入该第二连接器的插槽。

24.根据权利要求23所述的键盘，其特征在于，该键盘架有孔供该总线穿过。

25.根据权利要求22所述的键盘，其特征在于，该内盖的底部有孔供该触控芯片及第一连接器露出。

26.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述键盘还包含一控制器芯片，设置在该主板的表面上，控制该键盘的操作。

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